MPPT 제어 기능을 갖는 진동에너지 하베스팅 회로 설계

박준호; 윤은정; 박종태; 유종근; Joon-ho Park; Eun-jung Yoon; Jong-tae Park; Chong-gun Yu

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한국정보통신학회 논문지 (Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering)

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한글제목(Korean Title)	MPPT 제어 기능을 갖는 진동에너지 하베스팅 회로 설계
영문제목(English Title)	Design of a Vibration Energy Harvesting Circuit With MPPT Control
저자(Author)	박준호 윤은정 박종태 유종근 Joon-ho Park Eun-jung Yoon Jong-tae Park Chong-gun Yu
원문수록처(Citation)	VOL 15 NO. 11 PP. 2457 ~ 2464 (2011. 11)
한글내용 (Korean Abstract)	본 논문에서는 압전 소자를 이용한 진동에너지 하베스팅 회로를 설계하였다. 압전소자의 전력-전압 특성을 이용하여 최대 전력을 부하로 전달하기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 구현하였다. MPPT 제어 회로는 압전소자의 출력 단에 연결된 전파 정류회로의 개방회로 전압을 주기적으로 샘플링하여 최대 가용전력이 생성되는 지점을 추적하고 이를 부하로 전달하는 역할을 한다. 제안된 진동에너지 하베스팅 회로는 0.18㎛ CMOS 공정으로 설계하였다. 모의실험 결과 설계된 회로의 최대 전력 효율은 91%이고, pad를 제외한 칩 면적은 700㎛×730㎛이다.
영문내용 (English Abstract)	In this paper, a vibration energy harvesting circuit using a piezoelectric device is designed. MPPT(Maximum Power Point Tracking) control function is implemented using the electric power-voltage characteristic of a piezoelectric device to deliver the maximum power to load. The designed MPPT control circuit traces the maximum power point by periodically sampling the open circuit voltage of a full-wave rectifier circuit connected to the piezoelectric device output and delivers the maximum available power to load. The proposed vibration energy harvesting circuit is designed with 0.18㎛ CMOS process. Simulation results show that the maximum power efficiency of the designed circuit is 91%, and the chip area except pads is 700㎛×730㎛.
키워드(Keyword)	에너지 하베스팅 진동에너지 압전소자 MPPT Energy harvesting Vibration energy Piezoelectric device MPPT
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